Kapitel 3 - Dr. Thomas + Partner

Transcrição

Vorlesung:
IT -Grundlagen der Logistik 2016 Kapitel 3: GS1, Lesegeräte und RFID
Prof. Dr.-Ing. Frank Thomas
Dr. Thomas + Partner GmbH & Co. KG, Karlsruhe
Karlsruhe, den 04.05.2016
www.tup.com
1
DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG | Am Sandfeld 9 | D-76149 Karlsruhe | Tel.: +49 (0)721 7834 0 | Fax: +49 (0)721 7834 119 | [email protected] | www.tup.com
IT für Intralogistiksysteme 2016
Kapitel 3 - Teil 1: GS1
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2
GS1: Global Standards One
Das GS1 Complete in der Anwendung Quelle: GS1 Broschüre
Die GLN macht ihr Unternehmen für alle ihre Geschäftspartner
eindeutig identifizierbar.
Die GTIN/EAN ist die eindeutige und weltweit überschneidungsfreie
Artikelnummer für ihr Produkt.
Der am weitesten verbreitete Datenträger zur Verschlüsselung der
GTIN ist der EAN-13-Barcode. Durch ihn wird die Artikelnummer
maschinenlesbar.
Für Versandeinheiten wie Paletten und Container nutzen Sie die
NVE/SSCC (Nummer der Versandeinheit). Verschlüsselt wird sie im GS1-128-Barcode.
EANCOM® und GS1 XML sind die Standards für den elektronischen
Datenaustausch. Mit ihnen können Sie verschiedenste Informationen
schnell und sicher übermitteln.
... siehe Abbildung in Folgefolie!
3
GS1: Global Standards One
Das GS1 Complete in der Anwendung 4
Funktionsprinzip der EDI
Lieferavisierung
Handel
Hersteller
Konverter
Konverter
¬
•
¬•
®•
¬•
¬•
•
•
•
Inhouse-System
Stammdaten
Mandantenkennung
Kundenauftragsbezug
Preisliste
Bestellung
Bestellungen
Liefermeldung
Liefermeldung
Purges
Order
Rechnung
Produktionsaufwand
SSCC (früher NVE)
Netzwerk
Inhouse-System
5
Electronic Data Interchange (EDI): Avisierung im Warenfluss
6
Anwendung GS1-Standard
zur Identifikation im WE (adidas)
7
Film
8
Beispiel eines Code nach GS1-128 (Zeichensatz C):
SSCC (Serial Container Shipping Code)
9
GTIN / EAN13
Ersten 3 Ziffern = Länderpräfix
400 - 440 = Deutschland
Letzte Ziffer = Prüfziffer
10
Datenbezeichner (Application Identifier)
Ausriss
SSCC
GTIN der Handelseinheit
GTIN der enthaltenen Einheit
Losnummer / Chargennummer
Mindesthaltbarkeitsdatum (JJMMTT)
Seriennummer
Anzahl der enthaltenen Einheiten
Bruttogewicht, Kilogramm
Bestellnummer des Warenempfängers
GLN des Warenempfängers
Postleitzahl im internationale Format
(vorangestellter 3-stelliger ISO-Ländercode)
n2
DB = Datenbezeichner n = numerisch an = alphanumerisch
11
EAN 128 in der Praxis
SSCC: Serial Shipping Container Code
Nummer der Versandeinheit Datenbezeichner
12
EAN-Standard
•
Global Location Number - GLN (früher: Internationale Lokationsnummer ILN)
•
Global Trade Item Number - GTIN
(früher: Internationale Artikelnummer EAN)
•
Serial Shipping Container Code - SSCC
Identifikationssysteme, dargestellt in fest
definierten Datenträgern (GTIN-Code)
(früher Nummer der Versandeinheit (NVE)
•
EAN 128-Datenbezeichnerstandard
13
Diskussionsforum - GS1
GS1 (Global Standards One) früher: EAN - International Article Numbering Association
•
Zusammenhang zwischen Artikel und Verpackungshierarchie
•
Datenbezeichner (Tabelle / Ausriss)
•
•
•
•
Global Location Number - GLN (früher: Internationale Lokationsnummer ILN)
Global Trade Item Number - GTIN (früher: Internationale Artikelnummer EAN)
Serial Shipping Container Code - SSCC (früher Nummer der Versandeinheit (NVE)
Datenbezeichner-Standard (siehe oben)
14
Kapitel 3 - Teil 2: Lesegeräte
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15
Laser
L ight A A mplification by the
S timulated
E mission of R
R adiation
! spontane Emission rein stochastisch
! stimulierte Emission ⇒ Photonenstrahl
16
Physikalische Vorgänge
E=hx ν =
17
Prinzip der Halbleiter-Laserdiode
18
Diskussionsforum - Halbleiter Laserdiode
•
•
•
•
•
Spontane Emission - rein stochastisch
Stimulierte Emission --> Photonenstrahl (Lichtquanten)
Ein emittiertes Photon besitzt die Energiedifferenz E = E2 - E1
Stimulierte Emission --> Schwellenwertstrom
in der p/n- aktiven Zone entsteht
Laseremission. Hier wird elektrischer
Strom direkt in Laserlicht umgewandelt.
•
Wirkungsgrad
19
Was iss´n jetzt hier los?
Entstörte Barcodes
20
Barcode-Entstörung
aus Die ZEIT - Nr. 19/2014
Marcus Rohwetters unentbehrliche Einkaufshilfe
Diese kleine Kolumne erzählt normalerweise von Unternehmen mit blödsinnigen Ideen. Dass aber auch Kunden solche Ideen haben können, illustriert das Beispiel Rabenhorst. Die Firma aus Unkel am Rhein verfügt über rund 200 Jahre Erfahrung in der Fruchtsaftherstellung. Ihre bekannte Marke Rotbäckchen ist in vielen Supermärkten zu finden. Rabenhorst-Säfte sind meist bio und in jeder Hinsicht grün. Trotzdem waren viele Kunden beunruhigt – weil die Flaschen und Tetrapacks Barcodes trugen. Die schwarz-weißen Längsstreifen, die an der Kasse gescannt werden, würden böse Energien bündeln
und die Säfte verschlechtern. So sagten sie. Rabenhorst bestätigt die Geschichte: Derart viele Kunden
hätten sich wegen der Barcodes besorgt gezeigt, dass man seit einiger Zeit einen Querstrich auf deren
oberes Ende drucke, der die bösen Energien angeblich neutralisiere. Der Seelenruhe verängstigter Safttrinker wegen. Die Querstriche sind also kein Druckfehler, sondern volle
Absicht. Es gibt sie auch auf manchen Säften von Voelkl, einigen Sonnentor-Tees und Mineralwässern, die
zum Standardsortiment von Bioläden gehören. Esoteriker bezeichnen die bizarre Strichpraktik als
„Barcode-Entstörung“. Ihr liegt bislang kein anerkanntes Krankheitsbild zugrunde.
21
Stationärer Scanner (Verzweigepunkt an Fördertechnik)
22
Manuelle Endlos-Kommissionierung Kleinteile-Lager / PKW-Teilewesen (FADIS)
23
Oberfläche der MDEs Kommissionierung im Kleinteile-Lager:
A
B
C
D
E
F
siehe auch Kapitel 5
Oberfläche der MDEs - Kommissionierung Kleinteile-Lager:
Lagerplatz-Koordinate
einlesen!
Lagereinheit
einlesen!
Angegebene Menge aus
Lagereinheit entnehmen
und in angegebene
Transporteinheit legen.
Transporteinheit einlesen!
siehe auch Kapitel 5
Mobile Datenerfassung im Ersatzteilbereich Aviation
siehe Veröffentlichung im Anhang:
MDS (Mobile Device System) - Tuifly Amos
26
MDS - Mobile Device System - Aviation MDS
Film
27
Smartmobil Logistik - Ringscanner
28
Barcode-Lese-Systeme: CCD-Sensoren
CCD-Sensoren gehören zu den Festkörper-Bildempfängern.
Halbleiter-Schaltkreise zur Bilderfassung, Speicherung und Auslesung in einem Bauteil.
29
CCD-Sensoren – Weiterentwicklung zu Bildverarbeitungsscannern
▶ 6k CCD-Zeilen mit 100 Mpixel/s ist serienreif. (100.000 : 6 ~ 16.000 Scann/s)
▶ nächste Entwicklungsstufe: 8k CCD-Zeile mit 125 Mpixel/s 1 dot = 1 pixel 1 inch = 25,4 mm ; 800 mm = 31,5 inch
30
CCD-Scanner mit 8k CCD-Zeile
Prinzipskizze
31
Prinzipskizze: Lesung von unten
V
600 mm
Beleuchtung
1000 mm
CCDSanner
Fußboden
250 mm
32
CCD-Sensoren - Weiterentwicklung zu Bildverarbeitungsscannern
▶ 8k CCD-Sensor löst 0,1 mm (= 256 dpi) auf der
geforderten Förderbreite von 800 mm auf
▶ Etikettendrucker haben eine Auflösung von 200-250 dpi
▶ Versuche zeigen:
• Scan-Rate 16.000 Scans/s
• 2,3 m/s Fördergeschwindigkeit
• Leserate über 99,9....%
Diskussion: Einfluss Etiketten, 1D- und 2D-Codes
33
Smartmobil Logistik - Ringscanner
34
Sorteranlage und Packerei (ADIDAS)
35
Systemaufbau
36
Applikation
37
Kapitel 3 -Teil 3: RFID
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38
RFID - Radio Frequency Identification Device
39
Datenverkehr beim programmierbaren Datenträger
Radio Frequency
Identification Device
Das Prädikat „Innovativ“ ist schon etwas betagter: RFID Technik gab es schon bereits vor 25 Jahren in der Automobilindustrie!
40
RFID – schon längst um uns …
Bildung: UNI Bibliothek
Mobilität:
KFZ Wegfahrsperre/Verriegelung
Essen & Trinken: Mensa
Sport: Zeiterfassung Marathon
Freizeit: Skilifte
Kontrollen/Türen/Zugänge: Identifikation
u. v. a.
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05/08/07
1
RFID-Technik
▶ RFID: Radio Frequency Identification
▶
RFID-Systeme identifizieren Objekte automatisch kontaktlos
über Funk
▶
Ein RFID-System besteht aus 2 Komponenten:
▶ Transponder (Tag) mit Daten Transmitter - Responder: Sende-Antwortgerät (Kunstwort)
▶ Lesegerät
(das trotz seines Namens in der Regel auch
Daten auf den Transponder schreiben kann)
42
Passive RFID Tags
▶ Energie aus denn empfangenen Funkwellen
▶ Können nur gelesen werden
▶ Geringere Speicherkapazität ▶ Speicher für eindeutige Identifikationsnummer (GUID = Globally Unique Identifier) global eindeutige Zahl
▶ Kleiner und leichter
▶ Geringe Sendereichweite
▶ Nahezu unbegrenzte Lebensdauer
▶ Stand heute ist der sogenannte 5 Cent Tag produzierbar, wenn eine genügend große Stückzahl geordert wird (Quelle: Kongress Printed Electronics Europe Cambridge 2005)
43
Aktive RFID Tags
▶ Batteriebetriebene Tags
▶ Können sowohl gelesen, als auch beschrieben werden
▶ Bei Signal, aktiviert sich Sender. Der Speicher kann
je nach Modell bis zu 1 Million Bytes aufnehmen ▶ Aktive RFID Tags meist zu groß
▶ Aber: hohe Sendereichweite
▶ Signifikant teurer ! 44
Übersicht Frequenzbandbereiche
45
Verschiedene RFID Technologien
Parameter
Niedrigfrequenz
Hochfrequenz
Frequenz
125 - 134 kHz
13,56 MHz
Leseabstand
bis 1,2 m
bis 1,2 m
Lesegeschwindigkeit
langsam
Je nach ISO-Standard
Feuchtigkeit
kein Einfluss
kein Einfluss
Metall
negativer Einfluss
negativer Einfluss
Ausrichtung des Transponders beim
Auslesen
nicht nötig
nicht nötig
weltweit akzeptierte Frequenz
ja
ja
heutige ISO-Standards
11784/85 und 14223
14443,15693 und 18000
typische Transponder-Bautypen
Glasröhrchen, Transponder im
Plastikgehäuse, Chipkarten, Smart
label
Smart label
beispielhafte Anwendungen
Zutritts- und Routenkontrolle,
Wegfahrsperren, Gasablesung
Kennzeichnung hochwert.
Artikel, Ticketing, Tracking &
Tracing, Pulk Erfassung
46
Verschiedene RFID Technologien
Parameter
Ultrahochfrequenz
Mikrowelle
Frequenz
868 bzw. 915 MHz
2,45 bzw. 5,8 GHz
Leseabstand
bis 4 m
bis zu 15 m
(vereinzelt bis 1 km)
Lesegeschwindigkeit
schnell
sehr schnell (aktive Transponder)
Feuchtigkeit
negativer Einfluss
negativer Einfluss
Metall
kein Einfluss
kein Einfluss
Ausrichtung des Transponders beim
Auslesen
teilweise nötig
immer nötig
weltweit akzeptierte Frequenz
teilweise (EU / USA)
Teilweise (nicht EU)
heutige ISO-Standards
14443, 15693 und 18000
18000
typische Transponder-Bautypen
Smart label, Industrie-Transponder
Großformatige Transponder
beispielhafte Anwendungen
Palettenerfassung, Container- Tracking
Straßenmaut,
Container- Tracking
47
Smart Labels
▶ Ultraflache Transponder, mit Antenne auf eine Folie aufgebracht
▶ Integration in Chipkarten möglich
▶ Frequenz von 13,56 MHz ▶ Kommunizieren über die induktive Kopplung mit dem Lesegerät
▶ Passive Energieübertragung
▶ In der Massenproduktion schon günstiger (derzeit aber noch 5 -10 Cent)
48
Electronic Printing
▶ flexibel, leicht, bruchsicher
▶ kostengünstige Prozesse (Drucken statt Lithographie) Preisziel für Herstellung des Tags: unter 1 Cent
▶ Low-Cost Elektronik für alltägliche Dinge - direkt auf Verpackung druckbar
▶ derzeit arbeiten 20 europäische Partner (Projekt: POLY APPLY)
an der polymer-elektronischen Technologie
▶ Materialien auf Basis organischer Halbleiter
▶ amorphe Schwermetall- Multikomponenten
▶ Trend: schon 2015 sollen 99,8 % aller RFID-Tags
eine bedruckte Antenne haben
49
Komplette Ablösung der Barcodes durch RFID
in der Intralogistik?
?
EAN
Kompletter Wechsel
noch nicht !
RFID-Technologie muss 100% ausgereift sein
und der Preis pro Tag muss akzeptiert werden!
www.tup.com
09/05/07
18
RFID - Staplernavigation
RFID Transponder Technologie die zukunftsweisende Staplernavigation
Quelle: Fa. Still
51
RFID - Staplernavigation
Quelle: Fa. Jungheinrich
Quelle: Fa. Still
52
Transportsteuerung und Richtungserfassung am
Kommissionierplatz durch den Einsatz von RFID-Tags
Prinzipskizze
Kommissionierbehälter
(6-fach unterteilt)
Kommissionierplatz
…siehe Folgefolie
53
Transportsteuerung und Richtungserfassung am
Kommissionierplatz durch den Einsatz von RFID-Tags
Draufsicht
RFID im Wannenboden 4711
1
2
3
6
5
4
3
2
1
oder
Wanne
um
180°
gedreht
4
5
6
Ansicht Display
Pick 2 items
from cell 6 to …
1
4
2
3
5
2x
6
Pick 2 items
from cell 6 to …
6
2x
5
4
3
2
1
54
Warenkennung per Chip
Quelle: Wirtschafts Woche 17
55
Bestandinformationsproblematik
56
RFID-Technologien zur Identifizierung von Artikeln
57
Bestandsinformationssystem mit aktiven RFID-Transpondern
58
Schnittstellenbeschreibung und Zusammenspiel
59
Standardtechnologie der Zukunft ?
Gemüse mit Chip - ein amüsanter Gedanke
RFID-Chips auch.... .... biologisch abbaubar und
geschmacksneutral ?
.... in Euro-Banknoten ?
.... im Personalausweis ?
... in vielen Ausweis-Dokumenten
schon Realität !
60
Diskussionsforum - RFID •
•
•
•
•
RFID Transponder Tag
Kunstwort Transmitter / Responder
Aktive / Passive RFID Tags
EU:
868 MHz
USA: 915 MHz
(= Bandbreite für Handys in EU)
•
China, Japan, Korea:
nochmals verschiedene
Frequenzbereiche!
•
Bereich Intralogistik: Komplette Ablösung der Barcodes
Übersicht der Frequenzbereiche
durch RFID möglich?
61
Diskussionsforum - Standarttechnologie der Zukunft?
Polymerdruck-Technologie
Herstellungskosten
Erkennungsproblematik im Warenpulk
Überschneidungen Antennengewirr
Navigation / Transportmittel
Umgebungs-Störeinflüsse
62
Science Fiction oder Zukunft ?
63
EPC-Codes
▶ EPC: Electronic Product Code
▶ ermöglicht eine eindeutige Kennzeichnung von Waren und wird als Nachfolger des GTIN (EAN-Barcodes) gesehen
▶ EPC wird in den sogenannten Radiofrequenz-Transpondern (RF-Tag) gespeichert ▶ Im Gegensatz zum GTIN-System ist es mit dem EPC möglich
jedem einzelnen Artikel eine eindeutige Nummer zuzuordnen. (Beim EAN verfügt nur jede Artikelart über eine eigene Nummer)
64
GS1: Global Standards One - Kompatibilität von GTIN und EPC
▶ Derzeit verwendete GTIN-Nummern sind in der EPC Ziffernfolge enthalten
▶ Die verschiedenen EPC Versionen sollen zueinander aufwärtskompatibel sein
▶ Der grundsätzliche Aufbau der Ziffernfolge ist bei allen EPC Versionen gleich
früher: EPC Global Community
65
EPC-Code
Der EPC besteht aus:
▶ Header: Kennzeichnung der EPC Version
▶ EPC-Manager: Herstellerkennzeichnung
▶ Object Class: Produktkennzeichnung (z.B. Arzneimittel, Deutschland)
▶ Seriennummer: enthält die individuelle Kennzeichnung jedes einzelnen Produkts (z.B. jede einzelne Arzneimittelverpackung erhält eine eigene einmalige Nummer)
▶ zusätzlich können noch GTIN und andere Datenelemente im EPC genutzt werden
66
Kompatibilität - GTIN und EPC
Artikel
Eindeutige und
weltweit überschneidungsfreie
Artikelnummer für
ein Produkt
Hersteller
Versandeinheit
Kann genau
Diese Nummer identifiziert
einmal verteilt
eine Versandeinheit
und eindeutig
(Palette/Karton) weltweit
zurückverfolgt
eindeutig und
werden !
überschneidungsfrei !
67
Item-, Case- und Pallet-Tagging
68
2006 prognostizierter Aufstieg der EPC´s
Heute Realität: (rote Kurve)
EAN
2010 / 2011
EPC
?
69
Supply Chain - Herausforderungen
▶
Möglichst schnelle Lieferzeit
▶
Gleichzeitig hohe Lieferzuverlässigkeit
▶
Exakte Lieferbeschaffenheit
▶
Gewährleistung von Lieferflexibilität
70
Diskussionsforum - GS1: Global Standards One - Kompatibilität von GTIN und EPC
früher: EPC Global Community
71
Anhang
Veröffentlichung:
MDS (Mobile Device System) - Tuifly Amos
72
MDS (Mobile Device System) Tuifly Amos (Teil 1)
73
MDS (Mobile Device System) Tuifly Amos (Teil 2)
74

Kapitel 3 - Dr. Thomas + Partner

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